Кріплення рамно-анкерне

Реферат: UA 78645 U UA 78645 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до гірничої галузі та підземного будівництва і її можна використовувати для кріплення гірничих виробок та підземних об'єктів. Відоме анкерно-металеве кріплення, яке являє собою поєднання анкерного та металевого аркового кріплення із спецпрофілю. Анкери встановлюють між рамами аркового кріплення та з'єднують з ним у єдину конструкцію за допомогою міжрамних стяжок (Каретников В.Н. Крепление капитальных и подготовительных горных выработок. Справочник / В.Н. Каретников, В.Б. Нуждихин, А.Г. Клейменов. - М.: Недра, 1989. - С. 88-89). Основні недоліки цього кріплення є роздільна, неузгоджена робота анкерного та аркового кріплення, оскільки рамне кріплення являє собою піддатливу конструкцію, а анкери використовують, як правило, жорсткі; обмежена піддатливість арки; з'єднання рами з анкерами за допомогою міжрамних стяжок є не досить надійним та ефективним. З метою підвищення стійкості кріплення запропоновано рамно-анкерне кріплення, яке включає податливу раму, жорсткі анкери, що з'єднані між собою за допомогою планки та встановлені в рамно-анкерному кріпленні з можливістю схрещення під кутом 40-70° до породної поверхні [Патент України N 62682, E21D21/00, від 12.09.2011]. Недоліками цієї конструкції слід вважати неузгоджену роботу піддатливої рами та жорстких анкерів, складну технологію виготовлення та монтажу кріплення. Для забезпечення щільного контакту між планкою та гайкою при встановленні анкерів використовують фігурну шайбу, яка повинна мати складну конфігурацію, що точно відповідає куту нахилу кожного анкера. Це ускладнює виготовлення елементів кріплення та його встановлення у гірничій виробці. Відоме комбіноване кріплення гірничих виробок, яке для узгодження режимів роботи анкерів та рамного кріплення, оснащено опорними нерухомими сегментами, притискними пристроями, та рухомими сегментами. Згідно з описом до патенту, анкери встановлюють попарно з боків спецпрофілю через фігурну скобу притискних пристроїв, а на торцях рухомих сегментів закріплюють скоби, які охоплюють полиці обох спецпрофілів [Патент України N 63520, E21D11/14, від 10.10.2011]. Суттєвими недоліками цього кріплення є значне ускладнення виготовлення такого кріплення і технології встановлення; невиправдано велика кількість складних у виготовленні елементів кріплення, болтових та інших з'єднань, що обумовлює низьку швидкість зведення кріплення у виробці, підвищену його вартість та трудомісткість, а також великі витрати металу. Найбільш близьким за технічною суттю та ефектом, що досягається, є рамно-анкерне кріплення, що має піддатливу раму та анкери, які з'єднані з рамами через скоби. Між перекладкою та стрижнем скоби утворена петля, яка дає змогу встановити через неї анкер та скріпити його з рамою гайкою [Патент України N 84946, E21D11/14, від 10.12.2008]. Використання такої конструкції кріплення передбачає виготовлення досить складних елементів - скоб з петлями, через які у процесі зведення кріплення треба бурити шпури для встановлення анкерів. Це значно ускладнює виготовлення кріплення в цілому, збільшує собівартість та трудомісткість, зменшує швидкість його зведення, оскільки необхідно забезпечити велику точність при бурінні кожного шпуру. Крім того, виникає необхідність використовувати прилади для вимірювань попереднього натягнення кожного анкера при його встановленні, оскільки установка анкерів з різним за величиною попереднім натягненням по контуру однієї рами може призвести до виникнення ексцентриситету навантажень, крутних моментів та руйнування кріплення. Технічною задачею корисної моделі є створення такого рамно-анкерного кріплення, яке завдяки конструкції несучої рами та особливостям сполучення верхняка з анкером, має велику несучу спроможність, зручну та швидку технологію зведення кріплення у виробці, зменшену металоємність, трудомісткість і вартість. Поставлена задача вирішується тим, що кріплення рамно-анкерне КРА, яке являє собою раму, що складається з несучих елементів у вигляді стояків та верхняка, міжрамних стяжок та анкерів, згідно з корисною моделлю, має верхняк, виконаний розрізним з двох частин, кожна з яких одним кінцем спирається на стояк, а іншим з'єднана з анкером, ще встановлений між цими кінцями в покрівлю. Доцільно, щоб вузол з'єднання анкера з кінцями верхняка було виконано у вигляді обойми з відрізків металопрокату, яка охоплює і затискає кінці верхняків між гайкою анкера і покрівлею, причому між покрівлею і обоймою доцільно встановити заплішку, а під гайку анкера змонтувати дві міжрамні стяжки. Конструкцію кріплення трапецієподібного перерізу показано на фіг. 1, аркового - на фіг. 2, вузли з'єднання верхняка з анкером для кріплення трапецієподібного та аркового перерізу на фіг. 3 та на фіг. 4. 1 UA 78645 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Кріплення являє собою раму, що складається з несучих елементів у вигляді двох стояків 1 та верхняка 2, який виконано розрізним з двох частин. Кожна з частин верхняка 2 одним кінцем спирається на стояк 1, а іншим з'єднана з анкером 3, що встановлений у пробурений в покрівлю виробки шпур 4. Вузол сполучення верхняка 2 з анкером 3 виконано у вигляді обойми з відрізків металопрокату 5 і 6, які мають співвісні отвори для стрижня анкера 3 та закріплені на його кінці, що виступає всередину виробки. Між обоймою встановлено обидва кінці верхняка, які спираються на нижній елемент 6 та впираються у анкер 3. Між верхнім елементом 5 та контуром гірських порід встановлено заплішку 7. На кінці анкера 3 гайкою 8 закріплені нижній елемент 6 та дві міжрамні стяжки 9, які виконано з отворами на кінцях для стрижня анкера 3. Міжрамними стяжками 9 встановлену раму кріплення з'єднано з двома сусідніми. Рама також включає дві міжрамні стяжки 10 на стояках 1. По контуру рами з боку гірського масиву укладено затяжку 11. Завдяки тому, що верхняк 2 виконано розрізним з двох частин, а його сполучення з анкером 3 близько до шарнірного, значно зменшено згинальні моменти у верхняку 2. На відміну від суцільного верхняка, коли максимальний згинальний момент діє в його середині, у запропонованій конструкції момент у центрі прольоту відсутній. Це призводить до суттєвого (приблизно в 3-4 рази) підвищення несучої спроможності верхняка 2, як основного елементу кріплення. Оскільки верхняк 2 виконано розрізним з двох частин, вага кожної з них вдвічі менша за вагу суцільного верхняка, значно знижена трудомісткість робіт, підвищена швидкість монтажу верхняка 2 і кріплення в цілому. Завдяки тому, що рама кріплення та анкер 3 з'єднані у єдину вантажонесучу конструкцію, її несуча спроможність буде дорівнювати сумі несучих спроможностей окремих конструкцій (рами та анкеру), що дає значне (у 1,5-2 рази) підвищення стійкості та опору кріплення гірському тиску. Крім того, оскільки анкер 3 встановлено так, що його вісь перетинає нейтральну вісь верхняка 2, усувається небажана ексцентричність зовнішнього навантаження на кріплення, виникнення крутних моментів та руйнування кріплення від крутіння. При монтажі рами кріплення за допомогою міжрамної стяжки 9, встановленої на попередню раму між нижнім елементом 6 обойми та гайкою 8, забезпечено зручність і швидкість розмітки місця для буріння шпуру 4 під анкер 3 для наступної рами і встановлення її при монтажі. Завдяки заплішці 7 між верхнім елементом 5 обойми та контуром гірських порід, усувається деформування верхняка 2 в сторону масиву гірських порід під час попереднього натягу в установленому анкері 3. Крім того, в період експлуатації кріплення заплішка 7 виконує роль податливого елемента при деформуванні анкера 3, що узгоджує його сумісну роботу з рамою. Таким чином, запропоноване рамно-анкерне кріплення вирішує поставлену задачу і дозволяє значно підвищити несучу спроможність рами, знизити трудомісткість, металоємність і вартість кріплення. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Кріплення рамно-анкерне, яке являє собою раму, що складається з несучих елементів у вигляді стояків та верхняка, міжрамних стяжок та анкерів, яке відрізняється тим, що верхняк виконано розрізним з двох частин, кожна з яких одним кінцем спирається на стояк, а іншим з'єднана з анкером, що встановлений між цими кінцями в покрівлю. 2. Кріплення за п. 1, яке відрізняється тим, що вузол з'єднання анкера з кінцями верхняка виконано у вигляді обойми з відрізків металопрокату, яка охоплює і затискає кінці верхняка між гайкою анкера і покрівлею, причому між покрівлею і обоймою встановлено заплішку, а під гайку анкера змонтовано дві міжрамні стяжки. 2 UA 78645 U 3 UA 78645 U Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4